高速气体离心机取料器能耗试验研究

为分析Y 1型气体离心机轻、重组分取料器的能耗 ,提出了以单回路模拟双回路的试验方法 ,同时为保证测量精度 ,改进了测量装置。试验表明 ,单回路试验法进行能耗研究是可靠的 ,试验结果为强旋流场中理论模型的修正、流场计算和离心机取料器的优化设计提供了必要数据。     

胶接接头有限元模拟方法研究

总结胶接接头的标准单元模拟方法,建立接头相应的有限元模型,将各种接头的有限元计算刚度与试验刚度进行对比分析。研究结果表明:弹簧单元模拟精度最高,但建模效率较低;实体单元建模效率较高,但模拟精度不及弹簧单元。该结论为胶接结构有限元分析提供一定的参考价值。     

管型材气辅挤出成型数值分析

以日常用品给排水管为研究对象,建立描述塑料管材挤出成型过程的理论模型,基于Polyflow软件,首次对管材传统口模和气辅口模挤出成型过程分别进行了二维等温数值模拟分析。研究表明:相对传统挤出成型而言,气辅挤出能显著减小挤出胀大和降低能耗,有效控制给排水管产品的形状和尺寸,提高产品精度和产能。     

神经网络用于聚合物静电纺成纤性能的预测

将BP神经网络数学模拟技术与静电纺丝技术相结合,基于聚酯等20种聚合物和相应的165组聚合物溶液体系的实验数据和静电纺丝的实际结果,建立了一种用于聚合物静电纺丝的理论计算模型,其中,聚合物结构参数(溶度参数)、聚合物溶液特征参数(黏度、表面张力、电导率)作为输入量,经过理论模型的模拟与计算,提前对聚合物静电纺丝结果进行预判。结果表明:通过65组聚合物纺丝溶液体系的验证,该理论模型的准确率达到了81%;为了验证模型的实用性,采用聚氧化乙烯等3种聚合物和相应的12组聚合物溶液体系进行验证,证明所建立的BP神经网络理论模型适用于聚合物纺丝结果的预测;BP神经网络理论模型的应用将极大地缩短聚合物静电纺丝工艺的探索时间。     

湿气管道低含液率的三相流模型研究现状

与一般的三相流动相比,由于混合物液体含量极少,低含液率三相流动独有的流动特点,使预测含液率和管输压降变得困难。在实际生产中,湿天然气长距离混输技术已经得到广泛应用,所以精度较高的理论模型必须建立。通过阅读大量文献,陈述了现有研究中的实验模拟方法。对低含液率湿天然气管道的设计运营管理具有比较好的指导作用。     

多相/多组分LBM模型及其在微流体领域的应用

多相/多组分流体在化工领域中广泛应用,通常伴随有组分传递、相变、界面的产生与运动、化学反应等复杂的物理、化学过程,建立描述相应复杂体系的理论模型和模拟方法面临着极大的挑战。格子Boltzmann方法（lattice Boltzmann method,LBM）是近年来备受关注的一种介观模拟方法;多相/多组分格子Boltzmann模型具有易于追踪多相动态界面、壁面性质设定简单等优点,从物理模型到计算精度和速度都有很大的优势,尤其适合于模拟微化工系统下的多相多组分流动问题。以格子Boltzmann方法为基础,重点介绍了气液及液液体系多相/多组分LBM模型的研究进展以及其在微流体系统中的应用。     

多相/多组分LBM模型及其在微流体领域的应用

多相/多组分流体在化工领域中广泛应用,通常伴随有组分传递、相变、界面的产生与运动、化学反应等复杂的物理、化学过程,建立描述相应复杂体系的理论模型和模拟方法面临着极大的挑战。格子Boltzmann方法(lattice Boltzmann method,LBM)是近年来备受关注的一种介观模拟方法;多相/多组分格子Boltzmann模型具有易于追踪多相动态界面、壁面性质设定简单等优点,从物理模型到计算精度和速度都有很大的优势,尤其适合于模拟微化工系统下的多相多组分流动问题。以格子Boltzmann方法为基础,重点介绍了气液及液液体系多相/多组分LBM模型的研究进展以及其在微流体系统中的应用。     

方型口模气辅挤出的数值模拟

以方型口模为例,建立描述其成型过程的理论模型,运用Polyflow软件,对方型材传统口模和气辅口模挤出成型过程分别进行三维等温数值模拟分析.通过模拟分析,得出速度场、温度场分布图.结果表明:气辅挤出过程中聚合物熔体各点的速度和压力趋于一致,能有效减小挤出过程中的挤出胀大,有利于控制产品的形状和尺寸,提高产品精度.     

程序升温分析谱图新模型

以表面作用包括表面吸/脱附以及表面反应本征速率方程为基础,提出新的程序升温分析技术(TPAT)的数学模型。与经典的理论模型相比,这种新的TPAT理论模型更接近实际的程序升温分析实验过程。设计和进行特定催化剂的TPD、TPR及TPO实验,得到相应的程序升温谱图,采用新的TPAT理论模型模拟上述谱图,计算出相应的表面作用活化能等重要热力学参数。结果表明,新的理论模型具有良好的模拟性能,平均相对误差(ARD)小于1%。     

聚合物多相分层充模流动成型的界面不稳定形成的数值分析

基于聚合物多组分成型技术的工程背景建立了全三维非稳态非等温多相分层充模流动的理论模型,提出了求解理论模型的稳定高效的数值算法,通过数值模拟给出了不同流变性能参数、过程条件下聚合物多相分层充模流动成型过程的界面不稳定形成过程和不稳定界面形貌的定量对比,在此基础上通过理论分析,揭示了界面不稳定的产生机理,并研究了流变性能参数和过程条件对分层界面形貌和界面不稳定影响的规律.模拟研究表明,模拟结果与Mohammad等的实验研究结论相吻合.     

蒸发式空冷器热质传递实验及计算模拟研究

为分析空冷器传热传质性能,搭建工业用8排圆管管束中型蒸发冷却实验台对其进行实验和模拟研究。分别利用Poppe和Merkel类似假设建立控制方程对空冷器热质传递性能进行模拟。为保证模拟精度,依据实验数据拟合了蒸发空冷器传热传质经验公式。采用分段计算法在Matlab平台编写模拟计算求解程序。Poppe法和Merkel法模拟计算所得管内工质出口温度、空气出口焓值和喷淋水温与实验对比一致性较好,均可用于空冷器不同工况下换热性能预测。管束30分段已满足计算精度要求,模拟所得各参数分布可为空冷器进一步分析提供依据。相比Merkel法,Poppe法计算所得的空气出口焓值及喷淋水温误差更小,但需要更长的计算时间。     

硬脆性地层钻井井眼剪切破坏程度定量预测

根据硬脆性地层破碎前只产生弹性变形而无塑性变形的特征,基于线弹性理论,推导了直井井周应力模型,建立了剪切破坏程度(塌块厚度和坍塌角)与地应力、孔隙压力、岩石力学性质、钻井液柱压力之间的定量关系。理论模型计算结果与实测数据十分吻合,具有较高精度。     

一种热采水平井井控储量计算新方法

针对目前稠油油藏水平井单井控制储量计算精度不高的问题,基于温度场理论提出了一种新的计算方法。应用油藏工程与数值模拟相结合的方法建立了水平井蒸汽吞吐非均质模型,对某油田稠油油藏热采方式下水平井单井控制储量进行研究,分析不同水平段长度不同蒸汽注入强度对应的温度场分布特征,拟合得出稠油油藏水平井单井控制储量相关关系式。通过实例计算,该方法能有效的、方便的计算出稠油油藏水平井单井控制储量,精度大大提高。     

气泡泵压降模型的分析与优化

利用两相流理论建立了一维、稳态的气泡泵压降数学模型。对3种均相流压降模型和15种分相流压降模型(3种分相流摩阻压降模型与5种截面含气率模型结合)进行了模拟计算,然后结合以饱和水为工质的气泡泵的实验数据,对理论值与实验值进行对比分析。结果表明:Friedel摩阻压降模型结合Zuber截面含气率模型的分相流压降模型的模拟精度最高,适用性最好。在选用该模型模拟气泡泵液体提升量随加热功率变化的流动特性时,发现理论值与实验值在一定加热功率范围内吻合很好,然而超过此范围,实验值与理论值的之差越来越大。因此提出了对气泡泵理论模型进行分段优化,结果表明:在低加热功率工况下模拟精度最高的是M-S分相流模型结合Tom变密度截面含气率模型,在高加热功率工况下模拟精度最高的是Dukler均相流摩阻压降模型。因此分段优化气泡泵理论模型的方法具有较高的可信性。     

基于弹状流和搅拌流的气力提升泵建模

针对传统的理论模型适应范围较窄、精度不高的问题,提出基于弹状流和搅拌流的气力提升泵理论建模.针对弹状流和搅拌流工况,分别建立提升泵气液速度模型、相含率模型以及压降模型,采用临界气含率判别气力提升泵流动工况,结合气液连续性方程和动量方程,建立了气力提升泵的完整理论模型.研究结果表明:该模型能较好地适应提升泵内弹状流与搅拌...     

气辅共挤成型机理的数值模拟研究

基于气辅共挤成型特点,提出了其成型工艺,并建立了描述气辅共挤成型过程的理论模型,对其成型机理进行了数值模拟研究。研究结果表明:相对传统共挤成型而言,气辅共挤成型不仅能有效降低口模压降,而且能提高界面的稳定性。数值模拟的结果与国外的实验研究结论相吻合。     

聚合物多相分层充模流动成型的粘性包围形成机理数值分析

基于聚合物多组分成型技术的工程背景，建立了全三维非稳态非等温多相分层充模流动的理论模型，提出了求解理论模型的稳定高效的数值算法。通过数值模拟，给出了不同流变性能参数、过程条件下多相分层充模流动成型时的粘性包围形成过程和其形貌的定量对比。在此基础上，通过理论分析，揭示了粘性包围的产生机理，并研究了流变性能参数和过程条件对分层界面形貌和粘性包围影响的规律性关系。模拟研究表明，模拟结果与Bamin Khomani等的实验研究结论相吻合。     

热法太阳能海水淡化理论研究进展综述

热法海水淡化是太阳能利用海水淡化中重要的研究方向。针对热法海水淡化蒸发冷凝过程的理论模型主要集中在以Dunkle模型为代表的盘式海水淡化模型上。近年来随着新型淡化结构的提出,太阳能集热系统的改进导致操作条件的变化,以及计算机软件、新型检测设备的开发和应用,国内外学者提出了许多新的淡化模型。该文综述了经典理论模型以及近年来新的理论模型,提出了未来的理论研究将针对建立不同腔体类型的模型以及对腔体内部物理场分布的模拟。     

氢气泄漏过程的理论模型计算及CFD模拟

采用Fluent数值模型虽然可以较为准确地预测氢气泄漏后的扩散和运动规律,但是建模及计算时间较长。提出一种新型理论模型,可以在很短时间内预测氢气泄漏的扩散和运动规律,适用于应急处理。为了探究理论模型的准确性,还建立了二维和三维的CFD模型进行计算。对不同尺寸泄漏口的水平和竖直方向的两种射流进行了研究,计算了氢气泄漏时射流轮廓及摩尔分数分布,预测了基于可燃极限计算的储罐周围的安全区域。比较了氢气射流的理论模型和CFD模型计算结果,并且与前人的实验结果做了比较,吻合度很好。研究还发现Froude数较高的射流是动量控制的射流;而较低情况下有射流很强的浮升力效应,氢气的摩尔分数下降速率加快。     

发泡硅橡胶本构模型与力学性能的研究

基于Neo-Hookean与Yoeh超弹性材料本构模型和发泡硅橡胶细观结构,将发泡硅橡胶的孔隙率作为参数引入应变能密度函数和本构方程中,建立了发泡硅橡胶力学性能预测模型,同时采用有限元分析和试验方法,对发泡硅橡胶单轴压缩和简单剪切两种工况下的力学性能进行研究。通过比较理论模型、有限元模拟和试验结果,发现采用基于发泡硅橡胶细观结构建立的理论模型可以有效地描述发泡硅橡胶力学性能。试验研究了加载速率和环境温度对发泡硅橡胶力学性能的影响,为发泡硅橡胶的应用提供依据。